Projekt Atlasu znečištění ovzduší Tak jak bylo zmíněno na konci první kapitoly, budeme v následujících cvičeních pracovat na samostatném projektu. Cílem projektu je vytvořit jednoduchý atlas znečištění ovzduší, který bude obsahovat dvě vrstvy základní geografie, tři témata, devět ukazatelů a dvě časová období, jak je naznačeno ve schématu na obr. 2.1. Obr. 2.2 Datová struktura atlasu Cvičení 2 Příprava dat v datovém manažeru Úkolem tohoto cvičení je vytvořit datový soubor XML, který bude obsahovat datovou strukturu budoucího atlasu a příslušná statistická data. K organizaci dat a vytvoření datového souboru XML slouží datový manažer (IA Data Manager), který si je možné vybrat pro prostředí MS Excel nebo MS Access. V tomto cvičení se naučíme organizovat data v obou typech nástrojů. IA Data Manager pro MS Excel Nejprve si otevřete ukázkový soubor Excel Data Manager IAworkbook.xls. Popíšeme si, jak má takový soubor v MS Každý datový soubor v datovém manažeru pro MS Excel musí obsahovat nejméně dva listy (obr. 2.2). Na prvním listě je definována základní geografie a filtry. Druhý datový list obsahuje zorganizovaná statistická data. Je obvyklé mít vyplněný ještě třetí list, který obsahuje metadata (touto problematikou se ve cvičeních zabývat nebudeme).
Obr. 2.2 Dva základní listy pro tvorbu datového souboru v MS Excel (vlevo), obvykle nechybí navíc list s metadaty (vpravo) Definice vrstvy základní geografie a filtrů Definice základní geografické vrstvy List, na kterém jsou definovány prvky základní geografické vrstvy má název Geography and Filters. Zde je třeba vytvořit a naplnit tabulku. Hlavička tabulky (obr. 2.3) má dva řádky: názvy v prvním jsou dány pevně a určují, o jaká data ve sloupci se jedná, názvy v druhém řádku jsou volitelné a určují pouze jména filtrů, geoprvků apod., které se budou zobrazovat ve výsledném mapovém reportu. Obr. 2.3 hlavička tabulky definující vrstvu základní geografie a filtry Tabulka musí obsahovat nejméně dva sloupce, definující geoprvky základní geografie: První sloupec obsahuje jednoznačné identifikátory (kódy) jednotlivých geoprvků vrstvy základní geografie a je v prvním řádku hlavičky označen typem geografie (tedy polygon, point či line). Druhý sloupec je pojmenován ve druhém řádku a nese obvykle obecný název geoprvků (tedy např. správní jednotky). Třetí sloupec je určen pro odkaz na poznámky k prvkům. Úkol 2.1 Nadefinujte tedy nyní tabulku pro vrstvu základní geografie pro atlas znečištění ovzduší okresů ČR a naplňte jí daty. Pro tento a následující úkoly vytvořte nový prázdný soubor xls. Ponechte v něm pouze jeden list, který nazvěte Geography and Filters. (data pro vyplnění naleznete v adresáři pro cvičení 2: soubor ukol_2-1_okresy.xls) Výsledek vidíte na obr. 2.4.
Definice filtrů Obr. 2.4 list Geography and Filters po naplnění daty o vrstvě základní geografie Filtry slouží k předem definovanému výběru zobrazovaných geoprvků. V našem případě vytvoříme pro okresy dva filtry: podle krajů a podle statistických jednotek NUTSII. Každý filtr je definován v samostatném sloupečku a jeho hlavička (obr. 2.3) obsahuje dva vyplněné řádky. První řádek určuje, že se jedná o filtr a musí zde být uveden název Filter. Druhý nese libovolný název filtru. Následně se každému geoprvku přiřadí, ke kterému z filtrů náleží. Filtry musí začínat ve čtvrtém sloupci. Úkol 2.2 Vytvořte nyní naše filtry pro kraje a pro NUTSII. (data pro vyplnění naleznete v adresáři pro cvičení 2: soubor ukol_2-2_filtry.xls) Výsledek vidíte na obr. 2.5. Obr. 2.5 list Geography and Filters po nadefinování filtrů. Datový list Datový list, který je pojmenován iadatasheet obsahuje tabulku definující celou datovou strukturu atlasu a všechna statistická data. Podobně jako tomu bylo u geografie i filtrů i tabulka dat má přesně specifikovanou hlavičku. Hlavička
Hlavička tabulky se skládá z pěti řádků. První řádek je vyhrazen pro názvy jednotlivých témat, druhý pro názvy jednotlivých ukazatelů, třetí může obsahovat odkaz na informace o příslušných datech daného ukazatele, ve čtvrtém řádku je definován typ dat (tedy jedná-li se o data kvantitativní numeric, či kvalitativní categoric) a pátý řádek obsahuje určení časového období (v případě prvních dvou sloupců název kódu a název geoprvku). Řádky týkající se tématu a ukazatele se navíc dále upravují. V případě ukazatele záleží, kolik časových okamžiků je pod daný ukazatel zařazeno a podobně tak v případě tématu záleží na počtu ukazatelů. Všechny buňky, které mají více jak jednu podřízenou buňku se sloučí v jednu nadřízenou, tak jako je uvedeno na obr. 2.6. Obr. 2.6 Nadřízené (Téma a Ukazatel) a podřízené (Ukazatel a čas) buňky v hlavičce. Jak si můžete všimnout, první dva sloupce tabulky jsou vyhrazeny pro geoprvky vrstvy základní geografie první pro jednoznačný identifikátor, druhý pro název prvku. i Poznámka Pořadí geoprvků na listě Geography and Filters a iadatasheet musí být shodné. Úkol 2.3 Vytvořte nyní ve svém souboru nový list, nazvěte ho iadatasheet a navrhněte v něm tabulku pro náš projekt atlasu znečištění ovzduší, když víte, že má obsahovat: 2 témata: Měrné emise a Typ znečištění 5 ukazatelů: Tuhé částice, SO2, NOx a CO jako data o hodnotách v t/km 2 a Převládající látka jako data vypovídající o látce, které je v ovzduší nejvíce. 2 roky: 2006 a 2007 pro každý ukazatel. Výsledek si prohlédněte na obr. 2.7: Úkol 2.4 Obr. 2.7 Hlavička tabulky pro Atlas znečištění ovzduší. Nyní naplňte tabulku daty. (data pro vyplnění naleznete v adresáři pro cvičení 2: soubor ukol_2.4_data.xls) Výsledek si prohlédněte na obr. 2.8:
Obr. 2.8 Tabulka pro Atlas znečištění ovzduší naplněná daty. Export datového souboru XML Pro vygenerování datového souboru XML je potřeba spustit samotný IA Data Manager jako doplněk pro MS Excel (soubor IA Data Manager v6_4_1.xla). Do hlavní lišty MS Excel se přidá nástrojová lišta IA Data Manager se třemi tlačítky (obr. 2.9). Pro export použijte tlačítko IA Export, zvolte cestu a název souboru a potvrďte. Uložte vytvořený datový soubor XML pod názvem data_okresy_excel.xml. Obr. 2.9 Panel nástrojů InstantAtlas datového manažeru Excel Data Manager. Tímto způsobem jsme vytvořili datový soubor pro naši vrstvu okresů. Protože ale náš atlas bude obsahovat také druhou vrstvu bodovou vrstvu krajů, bude třeba vytvořit datový soubor také pro kraje. Úkol 2.5 Vytvořte tedy novou tabulku pro data za kraje a vyexportujte datový soubor XML. Data za kraje budou v atlasu obsahovat: 1 téma: Měrné emise 4 ukazatelů: Tuhé částice, SO2, NOx a CO jako data o absolutních hodnotách v tunách. 2 roky: 2006 a 2007 pro každý ukazatel. (data pro vyplnění naleznete v adresáři pro cvičení 2: soubor ukol_2.5_kraje.xls) Uložte vytvořený datový soubor XML pod názvem data_kraje_excel.xml. Výsledek v podobě tabulky pro data za kraje vidíte na obr. 2.10 a obr. 2.11.
Obr. 2.10 List Geography and Filters s daty za kraje. Obr. 2.11 List iadatasheet s daty za kraje. Protože InstantAtlas Publisher dovoluje nahrát pouze jeden datový soubor XML, je třeba námi vytvořené soubory pro okresy a pro kraje spojit do jednoho. K tomu slouží opět nástrojová lišta Excel Data Manager. Tentokrát použijeme tlačítko IA Merge XML v levé části panelu nástrojů (obr. 2.12). Obr. 2.12 Tlačítko IA Merge XML slouží ke spojování více datových souborů XML. Po kliknutí na nástroj se otevře okno pro výběr souborů, které chceme spojit. Vyberte tedy oba soubory, tedy datový soubor pro okresy data_okresy_excel.xml i pro kraje data_kraje_excel.xml (použijte kombinaci kliknutí myši a podržení klávesy Shift nebo Ctrl). Potvrďte výběr tlačítkem Otevřít. Nyní definujte cestu pro uložení spojeného souboru a určete jeho název. Uložte nově vzniklý soubor tlačítkem Uložit.
V tuto chvíli jsme vytvořili datový soubor XML, ve kterém máme definovanou celou strukturu i všechna data našeho Atlasu znečištění ovzduší. Používat datový manažer pro MS Excel tedy už umíme. Nyní se naučíme provést to samé v programu MS Access. IA Data Manager pro MS Access Nyní se naučíme vytvořit stejný datový soubor, ale za použití datového manažeru pro MS Access. Jedná se v podstatě o předpřipravenou databázi s tabulkami a formuláři. Jako první se seznámíme se strukturou této databáze a poté ji naplníme vlastními daty. Otevřete ukázkový soubor Access Data Manageru IADataManager.mdb, který najdete v adresáři pro cvičení 2. Po otevření si prohlédněte, jaké tabulky databáze obsahuje (obr. 2.13). Postupně si nyní ty nejdůležitější popíšeme a zároveň budeme pomalu plnit databázi vlastními daty. Obr. 2.13 Tabulky tvořící databázi. Definice vrstev základní geografie a filtrů Vrstvy základní geografie tblgeographytype obsahuje definici jednotlivých použitých vrstev základní geografie První sloupec definuje primární klíč vrstvy, druhý sloupec její název a ve třetím sloupci definujeme typ geometrie (obr 2.14). Obr. 2.14 Tabulka tblgeographytype. tblgeography obsahuje definici prvků vrstvy základní geografie První sloupec je určen pro jednoznačný identifikátor prvků, druhý pro jeho název. Třetí sloupec obsahuje cizí klíč, který určuje, ke které vrstvě prvek patří. Vypisujeme zde tedy
hodnotu primárního klíče příslušné vrstvy z tabulky tblgeographytype. Poslední sloupec je určen pro odkaz na poznámky a je nepovinný (obr. 2.15). Obr. 2.15 Tabulka tblgeography. Filtry tblfilter určena pro definice filtrů První sloupec je primárním klíčem filtru, druhý sloupec je určen pro název filtru. Obr. 2.16 Tabulka tblfilter. tblfilterdetails specifikuje detaily filtrů, tedy který prvek je součástí kterého filtru První sloupec je cizím klíčem určujícím, o který typ filtru se jedná. Patří sem tedy hodnota primárního klíče příslušného filtru z tabulky tblfilter. Druhý sloupec definuje název filtrovaného obsahu. Třetí sloupec je opět cizím klíčem, tentokrát z tabulky tblgeographytype, a určuje tedy, ke které vrstvě daný prvek patří. Poslední sloupec nese informaci o prvku vrstvy, ke kterému se hodnoty vztahují, tedy konkrétně jednoznačný identifikátor prvku.
Obr. 2.17 Tabulka tblfilterdetails. Tímto jsme si popsali základní strukturu databáze, která popisuje informace týkající se geografie a filtrů. Úkol 2.6 Naplňte nyní tyto čtyři tabulky našimi daty, tak aby se shodovali s naším projektem Atlasu znečištění ovzduší. Použijte přitom ukázkovou databázi, pouze si ji nezapomeňte zálohovat. Původní data poté smažte a vkládejte nová, týkající se našeho atlasu. Svou práci (databázi) poté uložte pod názvem data_emise.mdb. i Poznámka Oproti Excel Data Manager, v MS Access nezáleží na pořadí jednotlivých prvků. Výsledek si můžete zkontrolovat podle ukázkových obrázků 2.18, 2.19, 2.20 a 2.21 nebo podle hotové naplněné databáze v adresáři pro cvičení 2 soubor vysledna_databaze.mdb. Obr. 2.18 Tabulka tblgeographytype naplněná podle struktury a dat projektu.
Obr. 2.19 Tabulka tblgeography naplněná podle struktury a dat projektu. Obr. 2.20 Tabulka tblfilter naplněná podle struktury a dat projektu. Obr. 2.21 Tabulka tblfilterdetails naplněná podle struktury a dat projektu. Datová struktura/datový model Nyní se posuneme v našem plnění databáze dále a nadefinujeme si datovou strukturu. Budeme se tedy zabývat definicí našich témat, ukazatelů a časových období. Téma tbltheme tabulka určená k definici témat atlasu
První sloupec slouží jako primární klíč tématu, druhý sloupec obsahuje název tématu a ve třetím sloupci je možné specifikovat pořadí daného tématu (sloupec je nepovinný) (obr. 2.22). Obr. 2.22 - Tabulka tbltheme. Ukazatel tblindicator slouží k definici ukazatelů Tabulka je už poměrně složitější a obsahuje celkem osm sloupců. První sloupec je znovu určen pro primární klíč záznamu, pro jednoznačnou identifikaci ukazatele a druhý opět pro jeho název. Třetí sloupec je cizím klíčem určujícím, pod které téma daný ukazatel spadá, tedy je nutné vyplnit primární klíč příslušného tématu s tabulky tbltheme. Čtvrtý sloupec je určen pro odkaz na poznámky. V pátém sloupci je třeba definovat typ dat, tedy zda-li se jedná o kvantitativní (numeric) či kvalitativní (categoric) data. Šestý sloupec určuje pořadí ukazatele, sedmý počet desetinných míst v případě kvantitativních dat a poslední přesnost hodnot taktéž v případě kvantitativních dat. Poslední tři sloupce jsou nepovinné (obr. 2.23). Obr. 2.23 Tabulka tblindicator. Čas tblindicatordate je určena pro definici času První sloupec je opět primárním klíčem záznamu, druhý sloupec potom obsahuje cizí klíč určující, pod který ukazatel záznam patří, jde tedy o primární klíč příslušného ukazatele. Třetí sloupec určuje čas (časový okamžik, časové období), tedy rok, měsíc nebo třeba dekádu. Ve čtvrtém sloupci je zapsáno pořadí daného času. Pátý sloupec určuje přesnost hodnot a šestý sloupec je určen pro poznámky. Poslední tři sloupce jsou nepovinné (obr. 2.24). Obr. 2.24 Tabulka tblindicatordate. Tímto jsme si popsali základní definici datového struktury atlasu v databázi.
Úkol 2.7 Nyní bude vašim úkolem naplnit tyto tři tabulky našimi daty tak, aby byly v souladu s datovým modelem našeho projektu. Pokračujte přitom s prací na databázi data_emise.mdb, se kterou jste pracovali v úkolu 2.6. i Poznámka Jelikož máme dva typy geografie, které však mají shodné téma, není nutné definovat téma pro každou vrstvu zvlášť. Téma Měrné emise tedy stačí nadefinovat jen jednou a pomocí cizího klíče ho poté přiřadit libovolnému ukazateli (viz obr. 2.25). Podobně bychom mohli postupovat v případě ukazatelů, které pokud se shodují, lze je nadefinovat jen jednou a pomocí cizího klíče přiřadit libovolnému počtu vrstev. V našem případě však máme ukazatele tématu Měrné emise (jedná se o Tuhé částice, NOx, SO2 a CO) odlišné. V případě okresů se totiž jedná o relativní hodnoty v t/km 2 a v případě krajů o absolutní v tunách. Protože na tento rozdíl budeme chtít v atlasu poukázat, napíšeme jednotky v závorce do názvu ukazatele. Tím pádem je nutné nadefinovat pro obě dvě základní geografické vrstvy (tedy okresy i kraje) všechny ukazatele zvlášť). Výsledek je patrný v tabulce na obr. 2.26. Výsledek si můžete opět zkontrolovat podle ukázkových obrázků (2.25, 2.26 a 2.27) nebo podle hotové naplněné databáze v adresáři pro cvičení 2 soubor vysledna_databaze.mdb. Obr. 2.25 Tabulka tbltheme naplněná podle struktury a dat projektu. Obr. 2.26 Tabulka tblindicator naplněná podle struktury a dat projektu.
Obr. 2.27 Tabulka tblindicatordate naplněná podle struktury a dat projektu. Data naplnění databáze hodnotami tbldata jedná se o tabulku, která je úložištěm všech hodnot všech témat a ukazatelů ve všech časech. Tabulka tbldata už je poměrně složitá a je velmi důležité si jí pořádně projít a pochopit. Do prvního sloupce se vyplňuje cizí klíč příslušného ukazatele, do druhé čas, ke kterému se daná hodnota vztahuje, třetí sloupec určuje jednoznačný identifikátor prvku s příslušnou hodnotou a čtvrtý sloupec s názvem Value uchovává hodnotu samotnou. Další sloupce jsou určeny pro další hodnoty, které se vztahují ke složitějším šablonám atlasů. Abychom dobře pochopili struktury této tabulky, pojďme si přečíst, co znamená první záznam v tabulce na obr. 2.28. Podle předchozích tabulek víme, že se jedná o data, která jsou zobrazovaná na polygonové vrstvě Vrstva 1. Můžeme proto říci, že: V Roce 1 byla hodnota Ukazatele 1 v polygonu Název 01 rovna hodnotě 25,10. Tedy ještě jednou a detailněji: V Roce 1 (sloupec Date) byla hodnota Ukazatele 1 (sloupec IndicatorID cizí klíč s hodnotou 1 odpovídá v tabulce tblindicator Ukazateli 1) v polygonu Název 01 (sloupec GeographyID cizí klíč kód KOD01 odpovídá v tabulce tblgeography polygonu s názvem Název 01 ) rovna hodnotě 25,10. Konkrétní příklad si uveďme podle dat ve výsledné tabulce na obr. 2.29.: První řádek nám říká: V roce 2007 byla hodnota měrných emisí tuhých částic v okrese Opava 0,5 t/km 2. Oproti tomu ze třetího řádku víme, že: V roce 2006 byla hodnota měrných emisí SO 2 v hlavním městě Praze 4,5 t/km 2. Obr. 2.28 Tabulka tbldata.
Úkol 2.8 Naplňte tedy poslední tabulku, tbldata, daty projektu. Použijte data, ze cvičení v datovém manažeru pro MS Excel. Pokud si nebudete vědět rady, najdete data také v souboru vysledna_databaze.mdb. Pokračujte přitom s prací i nadále na databázi data_emise.mdb, se kterou jste pracovali v úkolech 2.6 a 2.7. Výsledek si můžete opět zkontrolovat podle ukázkového obrázku 2.29 nebo podle hotové naplněné databáze v adresáři pro cvičení 2 soubor vysledna_databaze.mdb. Obr. 2.29 Ukázka tabulky tbldata naplněné podle struktury a dat projektu. Nyní máme tedy připravenu databázi, naplněnou daty a poslední, co nás čeká, je vytvoření datového souboru XML. Tvorba datového souboru XML K tvorbě datového souboru XML z databáze v MS Access slouží připravený formulář Create Data File, který nalezneme mezi formuláři (obr. 2.30). Obr. 2.30 Formulář Create Data File, který slouží k exportu datového souboru XML. Otevřete formulář Create Data File a podívejte se na jeho obsah (obr 2.31). Pojďme si popsat jednotlivé části formuláře. Jako první se v oblasti Create Data File for: definuje typ šablony, která bude použita ve vytvářeném atlasu. Následuje výběr vrstvy základní geografie v sekci Select Base Geography, pro kterou chceme exportovat datový soubor. Další sekce Select Comparision Geographies je určena pro případ, že máme nadefinované hodnoty pro srovnání. Následuje oblast výběru témat Select Themes, dále oblast výběru filtrů Select Filters a také oblast výběru určité části dat Select Split. Dostáváme se k oblasti specifikující výstupní soubor, tedy zdali chceme exportovat jeden jediný datový soubor nebo více datových souborů, rozdělených podle témat Output Options. Následuje určení složky a názvu exportovaného datového souboru (Output folder a Data File Prefix) a konečně specifikace pořadí, tedy zda-li má být zachováno nadefinované pořadí podle databáze nebo se témata a ukazatele seřadí podle abecedy (Data Ordering).
i Poznámka Vytváření jediného nebo více souborů se týká jen v souvislosti s tématy. Pokud chceme vytvořit jediný soubor pro více vrstev základní geografie, pak nám nezbude nic jiného, než vyexportovat jednotlivé soubory pro jednotlivé vrstvy a poté je spojit v MS Excel pomocí funkce Merge XML v IA Data Manager. Úkol 2.8 Obr. 2.31 Formulář pro export datového souboru XML. Vyexportujte datové soubory pro obě vrstvy základní geografie a poté je spojte v Excel Data Manager pomocí nástroje Merge XML. i Poznámka Pro výběr více témat či filtrů použijte kombinace kliknutí myši a podržení klávesy Shift nebo Ctrl. Ukázka vyplněného formuláře pro vrstvu okresů je na obr. 2.32.
Obr. 2.32 Vyplněný formulář pro vrstvu okresů.